Question

圖中所示，電源電壓恒定，小燈泡L標(biāo)有“3V 0.6W”字樣，R為定值電阻，閉合S，斷開S₁，小燈泡正常發(fā)光；若再閉合S₁，發(fā)現(xiàn)電流表示數(shù)變化了0.3A，求：R的阻值以及此時(shí)燈泡L和電阻R消耗的功率之比．

Answer 1

解：閉合S，斷開S₁時(shí)，電路為燈泡的簡單電路，電流表測(cè)通過燈泡的電流，
∵小燈泡正常發(fā)光，
∴電源的電壓U=U_L=3V，燈泡的電功率P_L=0.6W；
再閉合S₁時(shí)，燈泡與電阻R串聯(lián)，電流表測(cè)電路中的電流，
∵并聯(lián)電路中各支路獨(dú)立工作、互不影響，
∴通過燈泡的電流不變，
∵并聯(lián)電路中干路電流等于各支路電流之和，
∴電流表示數(shù)即為通過R的電流，故I_R=0.3A，
∵并聯(lián)電路中各支路兩端的電壓相等，
∴根據(jù)歐姆定律可得：
R===10Ω，
電阻R消耗的電功率：
P_R=UI_R=3V×0.3A=0.9W，
此時(shí)燈泡L和電阻R消耗的功率之比：
P_L：P_R=0.6W：0.9W=2：3．
答：R的阻值為10Ω，此時(shí)燈泡L和電阻R消耗的功率之比為2：3．
分析：（1）閉合S，斷開S₁時(shí)，電路為燈泡的簡單電路，電流表測(cè)通過燈泡的電流，根據(jù)燈泡正常發(fā)光時(shí)的電壓和額定電壓相等可知電源的電壓，此時(shí)燈泡的功率和額定功率相等；
（2）再閉合S₁時(shí)，燈泡與電阻R串聯(lián)，電流表測(cè)電路中的電流，根據(jù)并聯(lián)電路中各支路獨(dú)立工作、互不影響可知通過燈泡的電流不變，根據(jù)并聯(lián)電路的電流特點(diǎn)可知通過R的電流，根據(jù)并聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)和歐姆定律可求R的阻值，根據(jù)P=UI可求R消耗的電功率，進(jìn)一步求出燈泡L和電阻R消耗的功率之比．
點(diǎn)評(píng)：本題考查了并聯(lián)電路的特點(diǎn)和歐姆定律的應(yīng)用，關(guān)鍵是知道燈泡正常發(fā)光時(shí)的電壓和額定電壓相等，難度是知道開關(guān)S₁閉合前后電流表示數(shù)的變化即為通過R的電流．